A amônia atmosférica é de fundamental importância para a qu...

Tema Central da Questão: A questão aborda o tema de equilíbrio químico na química ambiental, mais especificamente a capacidade da amônia de neutralizar ácidos. O foco está no cálculo do pH de uma solução de amônia a partir do valor de pK_b.

Resumo Teórico: A amônia (NH₃) é uma base fraca e seu comportamento em solução aquosa é descrito pela constante de basicidade, K_b. A relação entre pK_b e K_b é dada por: pK_b = -log(K_b). Para bases fracas, é importante também considerar a relação entre Kw, pKa, e pKb, onde pK_w = 14 é a constante de ionização da água, e pK_a + pK_b = 14.

Justificativa da Alternativa Correta: A alternativa correta é a D - 11. A solução de amônia em água se equilibra conforme a reação:

NH₃ + H₂O ⇌ NH₄⁺ + OH^–

Dado que pK_b = 5, calculamos K_b como 10^-5. Usando a concentração inicial da amônia (0,1 mol/L), e considerando o equilíbrio, temos:

[OH^–] = √(K_b × [NH₃]) = √(10^-5 × 0,1) = √(10^-6) = 10^-3 mol/L

O pOH é então -log(10^-3) = 3, e o pH é obtido por pH = 14 - pOH = 11.

Análise das Alternativas Incorretas:

• A - 3: Este valor seria esperado para soluções ácidas, não para uma solução básica como a de amônia.
• B - 8: Um pH de 8 ainda seria levemente básico, mas não tão básico quanto o resultado correto.
• C - 10: Este pH poderia ser esperado se houvesse um erro nos cálculos, mas o correto, considerando as condições dadas, é 11.
• E - 13: Este pH indicaria uma base muito mais forte do que a amônia realmente é.

Estratégias de Interpretação: Preste atenção aos valores de pK_b, pK_w, e as definições de ácidos e bases fracas. Compreender como manipular logaritmos e equações de equilíbrio é essencial.

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KB= [oh][H]\[nH3]

Em uma determinada temperatura, a amônia apresenta pKb= 5, portanto:

• pKb= -log(Kb)
• 5= -log(Kb)
• Kb=10^(-5)

Como a amônia é muito solúvel em água, dissolve-se facilmente nas gotículas formadoras das nuvens pela reação:

• NH3 + H2O ↔ NH4+ + OH-

Portanto,

• Kb= ([NH4+].[OH-])/[NH3]

*Sendo:

[NH4+]=[OH-]= x

[NH3]= 0,1mol/L - x (Se x for 100x menor que [NH3], podemos considerar [NH3]=0,1mol/L)

• 10^(-5)= (x^2)/0,1
• x^2= 10^(-6)
• x= 10^(-3)

(*Como x foi 100x menor que [NH3]=0,1, a consideração foi correta.)

[NH4+]=[OH-] = 10^(-3)

Calculando o pOH:

• pOH= -log [OH-]
• pOH= -log (10^(-3))
• pOH= 3. log10
• pOH=3

Sabendo que: 

• pH+pOH=14

Então:

• pH=14-3
• pH= 11

Nessas condições uma solução de 0,1mol/L de amônia apresentará valor de pH igual a 11